Дано (в СИ):
Масса воды (H2O) = 460 кг = 460000 г
Масса фосфорной кислоты (H3PO4) = 12,0 кг = 12000 г
Найти:
1. Число атомов кислорода в полученной смеси.
2. Массовую долю кислорода в смеси.
Решение:
1. Найдем молярную массу фосфорной кислоты (H3PO4):
M(H3PO4) = 3 * 1,01 + 30,97 + 4 * 16,00 = 97,99 г/моль
2. Найдем количество вещества фосфорной кислоты (n):
n(H3PO4) = m(H3PO4) / M(H3PO4)
n(H3PO4) = 12000 г / 97,99 г/моль ≈ 122,04 моль
3. В одной молекуле фосфорной кислоты содержится 4 атома кислорода.
Следовательно, общее число атомов кислорода из фосфорной кислоты:
Число атомов O из H3PO4 = n(H3PO4) * 4
Число атомов O из H3PO4 = 122,04 моль * 4 = 488,16 моль
4. Теперь найдем количество атомов кислорода в воде.
В одной молекуле воды содержится 1 атом кислорода.
Количество вещества воды:
M(H2O) = 2 * 1,01 + 16,00 = 18,02 г/моль
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O)
n(H2O) = 460000 г / 18,02 г/моль ≈ 25508,32 моль
Число атомов O из H2O = n(H2O) * 1
Число атомов O из H2O = 25508,32 моль * 1 = 25508,32 моль
5. Общее число атомов кислорода в смеси:
Общее число атомов O = Число атомов O из H3PO4 + Число атомов O из H2O
Общее число атомов O = 488,16 моль + 25508,32 моль ≈ 25996,48 моль
6. Масса кислорода в смеси:
Масса кислорода в H3PO4:
Масса кислорода в H3PO4 = n(H3PO4) * 4 * 16,00 г/моль = 122,04 моль * 64,00 г/моль ≈ 7809,86 г
Масса кислорода в H2O:
Масса кислорода в H2O = n(H2O) * 1 * 16,00 г/моль = 25508,32 моль * 16,00 г/моль ≈ 408133,12 г
7. Общая масса кислорода в смеси:
Общая масса O = Масса кислорода в H3PO4 + Масса кислорода в H2O
Общая масса O = 7809,86 г + 408133,12 г ≈ 415942,98 г
8. Общая масса смеси:
Масса смеси = Масса воды + Масса H3PO4 = 460000 г + 12000 г = 472000 г
9. Массовая доля кислорода в смеси:
Массовая доля O = (Общая масса O / Масса смеси) * 100%
Массовая доля O = (415942,98 г / 472000 г) * 100% ≈ 88,11%
Ответ:
1. Общее число атомов кислорода в полученной смеси составляет приблизительно 25996,48 моль.
2. Массовая доля кислорода в смеси составляет приблизительно 88,11%.